Képződés, A középfokú oktatás és az iskolák
Melyek a tipikus reakciók alkánok
Minden osztály kémiai vegyületek képesek olyan tulajdonságokat mutatni, mivel az elektronikus szerkezet. Az alkánok tipikus szubsztitúciós reakció, hasítás vagy molekuláris oxidációt. Minden kémiai folyamatok megvannak a saját áramlását, ami tovább tárgyalják.
Mi alkánok
Ez a telített szénhidrogén-vegyület, amelyek ismert paraffin. Ezek a molekulák állnak csak szén- és hidrogénatomokat tartalmaz, egyenes vagy elágazó láncú aciklusos láncot, amelyben csak egyetlen vegyület. Tekintettel az az osztály, akkor lehet számolni, mi a reakció jellemző alkánok. Engedelmeskednek a képlet az egész osztály: H 2n + 2 C n.
kémiai szerkezete
Paraffin molekula tartalmaz szénatomot mutató sp3 hibridizációs. Ők mind a négy vegyértékű pályáknak az azonos alakú, az energia és irány az űrben. A méret közötti szög energiaszintjét 109 ° 28”.
A jelenléte egyszeres kötések molekulák meghatározza, hogy milyen reakciók jellemző alkánok. Ezek tartalmaznak σ-vegyületet. Közötti kommunikáció szénatomok nem poláros és gyengén polarizálható, ez valamivel hosszabb, mint a C-H. Továbbá, az elektron sűrűsége elmozdulás egy szénatomhoz a leginkább elektronegatív. Az így kapott vegyületet az jellemzi, a C-H kis polaritású.
szubsztitúciós reakció
Anyagok osztály paraffinok alacsony kémiai aktivitása. Ez azzal magyarázható, az erős kötések közötti C-C és a C-H, ami nehéz megtörni, mert a nem-polaritás. Alapján a rombolás homolitikus mechanizmus, ahol a szabad gyökösen típusú részt. Ezért alkánok jellemzi egy szubsztitúciós reakció. Az ilyen anyagok képesek kölcsönhatásba lépni a víz molekulák vagy ionok a töltéshordozók.
Ezek sorrendben szabad gyökös szubsztitúció, amelyben a hidrogén-atom helyettesítve halogén elemek, vagy más aktív csoport. E reakciók közé tartoznak kapcsolódó folyamatok halogénezéssel, szulfoklórozással és nitrálás. Ezek vezetnek előállítására alkán származékok.
- Folyamat azzal kezdődik, egy nukleációs iniciációs vagy lánc, ahol a szabad gyökök keletkeznek. A katalizátorok forrásai ultraibolya fény és a fűtés.
- Akkor alakul lánc, amelyben az egymást követő aktív részecskék hajtjuk kölcsönhatás inaktív molekulák. Van ezek átalakítása molekulák és gyökök, ill.
- Az utolsó lépés a láncot megszakítsák. Itt rekombináció vagy eltűnését az aktív részecskék. Így megszűnik a fejlesztés egy láncreakció.
A folyamat a halogénezési
Ez alapján a mechanizmus a radikális típusú. Alkán-halogénezési reakciót úgy végezzük, ultraibolya fénnyel való besugárzást és fűtés keverékéből halogének és a szénhidrogének.
Minden szakaszában a folyamat tárgyát a szabályt, hogy kijelentette Markovnyikov. Megállapítja, hogy megy keresztül helyettesítés halogénatom, különösen előnyösen hidrogénatom, amely tartozik a hidrogénezett szén. Halogénezés történik, a következő sorrendben: egy elsődleges, hogy egy tercier szénatomhoz.
A folyamat lezajlik jobban alkánmolekulákat a hosszú fő szénhidrogén lánc. Ez annak köszönhető, hogy a csökkenése ionizáló energia ebben az irányban, az anyag könnyebben lehasított elektron.
Ennek egyik példája a metán klórozásával molekulák. Az akció ultraibolya sugárzás hatására egy hasító klór- gyökökké, amelyek végezzen támadás a alkán. Elválasztás történik, és a kialakulását atomos hidrogén H 3 C · vagy metilcsoport. Egy ilyen részecske, viszont megtámadják a molekuláris klórt, ami a szerkezet tönkretétele okoz, és kialakulását egy új kémiai.
Minden szakaszban a helyettesítési eljárást végzik csak egy hidrogénatom. A halogénezési reakciót a alkánok vezet a fokozatos kialakulását hlormetanovoy, diklór-metán, és trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy molekula.
Vázlatosan, a folyamat a következő:
H 4 C + Cl: Cl → H 3 CCl + HCI,
H 3 CCl + Cl: Cl → H 2 CCL 2 + HCI,
H 2 CCL 2 + Cl: Cl → HCCl 3 + HCI,
HCCl 3 + Cl: Cl → CCl 4 + HCI.
Ezzel szemben a metán klórozásával hordozó molekula ilyen folyamat más alkánok jellemezve anyagok előállítására, amelynek hidrogén-helyettesítés nem egy szénatomot, és egy pár. Mennyiségi aránya társított hőmérsékleti mutatók. Hideg körülmények között, a csökkenés a képződési sebességét származékok tercier, szekunder és primer szerkezetét.
Növekvő hőmérséklettel megcélzott képződési sebességének ilyen vegyületek vízszintesre. A halogénezési eljárásban van a befolyása a statikus tényező, amely azt jelzi, egy másik ütközés valószínűsége a csoport, amely a szénatom.
Process halogénezés jóddal nem fordul elő normál körülmények között. Meg kell teremteni a különleges körülmények között. Amikor kitett metán szerint történik halogénatom előfordulása hidrogén-jodidot. Ez hatással van a metil-jodidot, mint eredményeként látszanak kezdeti reaktánsok metán és jód. Egy ilyen reakció is reverzibilis.
Wurtz reakciója alkánok
Ez egy olyan módszer előállítására szénhidrogének a telített szimmetrikus szerkezet. Mivel a reagenseket használjuk fémnátriumot, alkil-bromidok vagy alkil-kloridok. A azok kölcsönhatását készített nátrium-halogenid és a fokozott szénhidrogén lánc, amely az összege a két szénhidrogéncsoportok. Vázlatosan, a szintézis a következő: R-Cl + Cl-R + 2Na → R-R + 2NaCl.
Wurtz reakciója alkánok csak akkor lehetséges, ha a halogének a saját molekulák a primer szénatom. Pl, CH 3-CH 2-CH 2 Br.
Ha a játék során a galogenuglevodorododnaya két vegyület keveréke, a kondenzációs három különböző képezett lánc terméket. Egy példa erre reakció szolgálhat nátrium alkán kölcsönhatás klórmetán és hloretanom. A kimenet egy keverék, amely bután, propán és etán.
Emellett a nátrium, lehetséges más alkálifémek, amelyek közé tartozik a lítium vagy kálium.
folyamat szulfoklórozással
Úgy is nevezik, a Reed reakciót. Ez fut elve ingyenes csere. Ez a típusú reakció jellemző alkánok, hogy a működés során a keveréket a kén-dioxid és molekuláris klórt a ultraibolya sugárzás jelenlétében.
A folyamat azzal kezdődik, iniciációs a lánc mechanizmus, azzal jellemezve, hogy a klór nyert a két gyök. Az egyik támadás alkán, hogy ad okot, hogy egy alkil-részecskék és molekulák hidrogén-klorid. A szénhidrogén-csoport kapcsolódik, így a kén-dioxid-részecskék kialakulását. Ahhoz, hogy stabilizálják befogás jön egy klóratommal a másik molekula. A végső anyag egy alkán-szulfonil-kloriddal, akkor szintézisében alkalmazott felületaktív vegyületek.
Vázlatosan, a folyamat a következőképpen néz ki:
CLCL → hv ∙ Cl + ∙ Cl,
HR + ∙ Cl → R ∙ + HCI,
R ∙ + OSO → ∙ RSO 2,
∙ RSO 2 + ClCl → RSO 2 Cl + ∙ Cl.
A társult folyamatok nitrálási
Alkánok reagálnak salétromsavval oldatban 10%, és a négyértékű nitrogén-oxid gáz halmazállapotban. Feltételei annak előfordulása magas értékeket a hőmérséklet (körülbelül 140 ° C-on) és alacsony nyomású értékeket. A kiadási elő-alkánok.
A folyamat a szabad gyökös típusú elnevezett a tudós Konovalov, nyitott nitrálás szintézis: CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O.
A mechanizmus a hasítási
A tipikus alkán dehidrogénezésért és repedés. Metánmolekulával megy keresztül egy teljes hőbomlás.
Az alapvető mechanizmus a fenti reakciók a hasítási atomok alkánok.
dehidrogénezési eljárás
Amikor elválasztó a hidrogénatomok a szénvázon paraffinok, kivéve a metánt kapunk telítetlen vegyületek. Az ilyen kémiai reakciók alkánok tesztelt magas hőmérsékleten (400-600 ° C), és az intézkedés alapján gyorsítók, mint a platina, nikkel, króm-oxidok és alumínium.
Ha vesz részt a reakcióban az etán vagy propán-molekulák, akkor a termékek etén vagy propén kombinációi egy kettős kötést.
A dehidrogénezési a négy vagy öt-szénváz kapott dién vegyületet. Tól képződött bután-1,3-butadién és 1,2-butadién.
Ha a reakcióban jelenlévő anyagok 6 vagy több szénatomot tartalmazó, a benzol képződik. Meg van egy aromás gyűrű három kettős kötést.
A folyamatot, amely bomlás közben
Alatt magas hőmérsékletű reakció alkán át egy rés szén kötést és kialakulását az aktív fajok radikális típusú. Ilyen eljárásokat nevezzük repedés vagy pirolízis.
A reagensek melegítésével ot meghaladó hőmérsékletnek 500 ° C-on, eredmények a bomlás a molekulák, amelyekben vannak kialakítva komplex keverékeit alkil-típusú gyökök.
Elvégzése mellett erős hevítését a pirolízis aikánok szénlánc hosszúsága miatt kapjunk telített és telítetlen vegyületek. Ez az úgynevezett termikus krakkolás. Ezt az eljárást alkalmazzák, amíg a 20. század közepén.
A hátránya az volt, hogy a szénhidrogének alacsony oktánszámú (kevesebb mint 65), ezért helyettesítjük krakkoló katalizátorral. A folyamat hőmérsékleten játszódik le, amelyek alatt 440 ° C-on, és a nyomás kisebb, mint 15 bar, a jelenlétében egy aluminoszilikát gyorsító kiadás alkánok, amely elágazó szerkezetű. Egy példa szerint a pirolízis metán: 2CH 4 → t ° C-on 2 H 2 + 3H 2. A képződött acetilén és molekuláris hidrogén a reakció során.
A molekula lehet alávetni metán-konverzió. Ahhoz, hogy ezt a reakciót vizet igényel, és egy nikkel katalizátor. A kimenet egy keveréke szén-monoxid és hidrogén.
oxidációs folyamatok
A kémiai reakciók, amelyek tipikusak alkán társított elektron impakt.
Van önoxidáció paraffint tartalmaz. Ez magában foglalja a szabad gyökös mechanizmussal oxidációjának telített szénhidrogének. A reakció során, folyékony fázisú alkán-hidroperoxidot kapunk. Kezdetben paraffin molekula reakcióba lép az oxigénnel az allokált aktív gyököket. Következő, alkil-részecske kölcsönhatásba lép egy másik molekula O 2, kapott ∙ ROO. Mivel a peroxi-csoport egy zsírsav érintkezésbe alkán molekula, majd megjelent hidroperoxidot. Ennek egyik példája a autooxidációja etán:
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + HOO ∙,
∙ C 5 H 2 + O 2 → ∙ OOC 2H 5,
∙ OOC 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + ∙ C 2H 5.
Az alkán azzal jellemezve, a reakciót az égés, hogy elsősorban kémiai tulajdonságai, összetételének meghatározására üzemanyag. Ezek oxidatív jellegű a hőkibocsátást: 2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O.
Ha a folyamat figyelhető meg egy kis mennyiségű oxigén, a végtermék lehet egy kétértékű szén vagy szén-monoxid, amely által meghatározott a koncentrációja O 2.
Az oxidációs alkánok hatása alatt katalitikus anyagok és melegítjük 200 ° C-on olvad alkohol molekula, aldehidet vagy karbonsavat.
Példa etán:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (etanol),
C 2 H 6 + O 2 → CH3 CHO + H 2O (etanal és víz)
2C 2 H 6 + 3O 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2O (-os ecetsav és víz).
Alkánok oxidálható az intézkedés alapján ciklusos peroxidok trinomiális. Ezek közé tartozik a dimetil-dioxirán. Az eredmény a oxidációja paraffinok alkohol molekula.
Képviselői paraffinok nem reagálnak KMnO 4 vagy kálium-permanganát, valamint a brómos vizet.
izomerizáció
On alkánok jellemezve szubsztitúciós típusú reakcióban egy elektrofil mechanizmussal. Ezt nevezik izomerizációja a szénlánc. Katalizálja ezt a folyamatot az alumínium-klorid, amelyet ezután telített paraffin. Ennek egyik példája a izomerizációja bután-molekula, amely a 2-metil-propán: C 4 H 10 → C 3H 7 CH3.
előállított aroma
Telített anyagok, amelyekben a fő szénlánc tartalmaz hat vagy több szénatomos, tud végezni, dehidrociklizálásával. A rövid molekulák nem jellemző ennek a reakciónak. Az eredmény minden esetben egy hattagú gyűrű, például a ciklohexán és ezek származékai.
Jelenlétében a reakció gyorsítására, és átadja a további dehidrogénezését átalakítás egy stabilabb benzolgyűrű. Ez akkor fordul elő konvertáló aciklikus szénhidrogének, hogy aromás vagy arénában. Ennek egyik példája a dehidrociklizálásával hexán:
H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2-CH 3 → C 6 H 12 (ciklohexán)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (benzol).
Similar articles
Trending Now